针阔混交林降雨再分配机制：林分结构与降雨特征的协同调控作用

本研究针对全球气候变化下森林-水关系复杂化的挑战，以贵州龙里林场三种林型（纯针叶林、针阔混交林）为对象，量化了冠层和枯落物层的降雨再分配过程。研究发现混交林较纯林显著增加茎流（87.74%）和冠层截留（53.08%），减少穿透雨（22.94%），揭示了林分密度（SD）、叶面积（LA）和叶面积指数（LAI）调控水分路径的关键作用，为构建高效生态系统的混交林管理提供理论依据。

　　

随着全球气候变化导致降水格局失衡，亚热带地区面临降雨减少与季节性干旱加剧的双重压力。森林作为"绿色水库"，其水文调节功能对维持生态平衡至关重要。然而，在针叶纯林中引入阔叶树种后，复杂的林分结构如何与多变降雨特征相互作用，进而影响水分分配？这一"黑箱"机制制约着人工混交林的可持续经营。贵州大学团队在《Travel Medicine and Infectious Disease》发表的研究，首次揭示了针阔混交林降雨再分配的调控密码。

研究采用标准样地法，在贵州龙里国家林场选取马尾松纯林（CL）、马尾松-木莲混交林（ML）和马尾松-连香树混交林（LX）三类林分，通过冠层雨水收集槽、树干茎流环和枯落物渗透装置，量化了2022年生长季60次降雨事件的再分配过程。结合叶面积仪（AM350）和冠层分析仪（HemiView v2.1）测定LA、LAI等关键参数，运用主成分分析和结构方程模型（PLS-SEM）解析驱动机制。

【林分结构差异塑造水分分配格局】

ML混交林因木莲的大叶面积（3000.47±1.88 cm²）和高林分密度（933株/ha），其冠层截留量达32.3%，显著高于CL纯林（14.77%）。而LX混交林凭借连香树薄心形叶的特性，形成更高效的茎流通道，使茎流量提升87.74%。这印证了"叶形态-水文功能"的协同进化假说。

【降雨特征驱动动态响应】

在>100 mm降雨事件中，混交林穿透雨量达194.72 mm，较纯林增加22.94%。结构方程显示，降雨量（RF）和历时（RD）通过冠层截留（CI）间接调控穿透雨（TF），路径系数达0.89（p<0.01），证实"降雨阈值效应"的存在。

【枯落物层的生态过滤器作用】

ML混交林的针叶枯落层因紧密堆积，截留率达36.99%；而LX的阔叶枯落层易被雨滴压平形成优先流，渗透量提升82.97%。这种"结构-功能"差异解释了混交林土壤水分增量（ML:1.075±0.111 cm³/cm³）显著高于纯林的现象。

该研究创新性地提出"三维调控模型"：林分密度（SD）和叶面积指数（LAI）决定水分路径选择，降雨特征控制水源供给，二者交互作用最终影响土壤水分输入。这一发现为喀斯特地区混交林构建提供了精准调控指标——当LAI维持在0.74-1.69、阔叶比例30%时，可最大化降雨入渗。正如Zhou等强调的，未来森林经营需像"精密仪器"般协调SD、LA与树皮形态的关系，这对缓解亚热带季节性干旱具有重要实践价值。